左手組沒有基因編輯RNA或BOC。下一組有BOC但沒有RNA，第三組有RNA但沒有BOC。右手組有基因編輯機制和BOC。BOC激活開關和非熒光小狗的結果。
巴斯大學和卡迪夫大學的科學家發(fā)明了一種生物開關，可以自由可靠地切換蛋白質(zhì)的表達。這種開關可以控制基因組編輯工具，有朝一日，這些工具可能會調(diào)節(jié)整個群體所需的基因變化級聯(lián)。
這種新的轉(zhuǎn)換方法適用于任何物種的任何蛋白質(zhì)，并使用廉價、無毒的氨基酸作為控制開關——“開”模式需要一種叫做BOC的氨基酸的存在。
與其他報道的開關相比，這種方法不使用抗生素，消除了選擇細菌抗生素抗性的風險，并且沒有“泄漏”——即使在“關閉”模式下，蛋白質(zhì)也被表達，這是通過目前依賴于溫度或光的方法存在的問題。開關是一種類似賴氨酸的氨基酸，價格便宜，含量豐富，無毒，應該是環(huán)保的。
巴斯和卡迪夫的研究團隊成功證明了培養(yǎng)細胞和早期小鼠胚胎之間的轉(zhuǎn)化，沒有BOC，就沒有可檢測到的靶蛋白表達活性。
這種方法擴展了稱為遺傳密碼擴展的原理。為了證明這一原理，研究團隊使用帶有基因的轉(zhuǎn)基因小鼠，使其皮膚在紫外線下發(fā)出綠光。當適合基因組編輯的遺傳密碼延伸試劑盒存在于來自小鼠的胚胎中時，它們的基因組DNA被有效編輯以去除熒光基因，但僅在存在BOC的情況下。沒有中行，就沒有編輯。這樣編輯的胚胎可以發(fā)育成沒有熒光的小鼠，但沒有BOC，就不會發(fā)生編輯，所以這些小鼠保持綠色。
這項研究發(fā)表在《科學報告》雜志上。
這個開關提供了通過添加BOC來控制大量生物過程的潛力。這些可能包括實驗室試管、全動物或兩者的研究和實際應用。例如，它可以用來解決一些蛋白質(zhì)如何影響培養(yǎng)物或動物細胞的老化。臨床上可以提供一種開啟蛋白的手段，增強再生過程，為基因治療提供新的控制層。
一個令人興奮的潛在應用是在基因驅(qū)動技術中使用開關?；蝌?qū)動可以利用CRISPR-Cas9系統(tǒng)，確保有性繁殖物種的所有后代都遺傳特定的基因片段，克服有性生殖可能給他們的50%的遺傳機會。
基因驅(qū)動所賦予的特性可以在群體中迅速傳播，無論它們是否有益——例如，利用基因驅(qū)動進行實驗，在蚊子之間傳播基因，使雌性不育，并試圖瓦解瘧疾傳播的昆蟲群體。
然而，在授權使用基因驅(qū)動程序之前，必須應對幾個挑戰(zhàn)。一旦激活，它們就很難或無法控制，并且可能在比預期更廣泛的領域工作，例如跨越國際邊界。它們可能會產(chǎn)生意想不到的環(huán)境后果或產(chǎn)生阻力。通過使Cas9 BOC-可切換有望改善這些問題來調(diào)整基因驅(qū)動。
生物與生物化學系巴斯團隊的負責人托尼佩里教授說：“我們的轉(zhuǎn)化是一種通過擴展遺傳密碼來控制任何蛋白質(zhì)表達的方法。
“我們工作的不同之處在于它作為環(huán)保遠程交換機的潛力，這是以前的方法無法實現(xiàn)的。例如，您可以想象通過根據(jù)需要在飼料中添加或去除BOC來控制畜群中基因驅(qū)動的活動。
“基因編輯在生物科學領域有著巨大的潛力，從生物醫(yī)學到食品安全、昆蟲、植物和動物?！?
合著者、來自卡迪夫的蔡宇碩博士說：“盡管BOC提供了一種有吸引力且有前途的控制編輯的手段，但我們現(xiàn)在正在努力解決剩余的挑戰(zhàn)，并消除系統(tǒng)中的皺紋?！?
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